الیاف‏ها

در این صفحه می‌خواهیم درباره­ی نوع خاصی از الیاف، یعنی الیاف پلیمری بحث كنیم.

یك لیف پلیمری چیست؟ یك لیف پلیمری، پلیمری است كه زنجیره‌های آن کاملاً مستقیم (یا تقریباً مستقیم) كشیده و پشت سر هم در یک راستا به صف می‌شوند؛ مشابه آنچه در این عكس می‌بینید.

پلیمرهایی كه در الیافی شبیه به این آرایش یافته اند، می‌توانند به صورت رشته‌هایی، ریسیده شوند و به عنوان منسوجات مورد استفاده قرار گیرند. لباسهایی كه می‌پوشید، از الیاف پلیمری درست شده‌اند. این مطلب در مورد فرش و طناب هم صادق است. اینجا نام برخی از پلیمرهایی آورده شده است كه می‌توان آنها را به صورت الیاف درآورد:

پلی‌اتیلن

پلی‌پروپیلن

نایلون

پلی‌استر

کِولار و نومِکس

پلی‌آكریلونیتریل

سلولز

پلی‌یورتان‌ها

لازم به ذکر است که الیاف، همیشه از پلیمرهایی ساخته می‌شوند كه به صورت بلورین آرایش می‌یابند. پلیمرهای مورد استفاده در الیاف باید توانایی اجتماع در چیدمانی منظم را برای به خط شدن مثل الیاف داشته باشند. (در حقیقت، الیاف را می‌توان نوعی بلور محسوب کرد که بسیار طویل است.) بهتر است این موضوع را با نگاهی دقیق تر به نحوه‌ی شکل‌گیری نایلون 6,6 برای تجمع به صورت یک لیف بلورین، روشن کنیم.

پیوندهای هیدروژنی و سایر برهم‌کنش‌های ثانویه­ی بین زنجیر‌های منفرد، زنجیر‌ها را محكم در كنار هم نگه می‌دارد؛ آنقدر محكم كه آنها به لغزش بر روی هم تمایل چندانی ندارند. این ویژگی بدین معنی است که اگر شما الیاف نایلون را بکشید، یا اصلاً كشیده نخواهند شد، و یا میزان کشیدگی آنها خیلی زیاد نخواهد بود. دلیل مناسب بودن الیاف برای استفاده به عنوان طناب و نخ نیز همین است.

البته الیاف هم نقاط ضعف خاص خود را دارند. در حالی كه آنها مقاومت كششی خوبی دارند، یعنی در مقابل کشش مقاوم هستند، معمولاً مقاومت فشاری ضعیفی دارند؛ به عبارت دیگر، آنها در مقابل فشرده یا متراکم شدن ضعیف هستند. همچنین، الیاف معمولاً فقط در یك جهت مقاوم هستند، یعنی جهتی كه در آن راستا آرایش یافته‌اند. اگر در جهت عمود بر جهت آرایش، آنها را بكشید، معمولاً عملکرد ضعیفی دارند.

به خاطر همین تركیب عجیب مقاومت‌ها و ضعف‌ها، در بسیاری از موارد الیاف را در کنار ماده‌ای دیگر، مانند یك گرماسخت به کار ببرند. اغلب، الیاف برای تقویت مواد گرماسخت استفاده می‌شوند. الیاف ضعف‌های گرماسخت‌ها را خنثی می‌كنند و به طور متقابل، مقاومت‌های مواد گرماسخت نیز ضعف‌های الیاف را جبران می‌كند. وقتی یك ماده­ی گرماسخت یا هر پلیمر دیگری، بدین صورت با الیافی تقویت می‌شود، آن ماده را یك کامپوزیت می‌نامند.